Etablierung eines kohlenstoffdioxid- und glukosebasierten Verfahrens zur Herstellung von 2,3-Butandiol mithilfe eines membrangebundenen Biofilms aus zwei bakteriellen Spezies

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Johannes Gescher; Dr. Andrea Hille-Reichel
• Fachliche Zuordnung: Bioverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533770347

Das Ziel dieses Kooperationsprojektes ist es, einen Membranbiofilmprozess zu entwickeln, bei dem zwei Organismen zusammenarbeiten, um die Plattformchemikalie 2,3-Butandiol als Endprodukt zu produzieren. Der Primärorganismus des Konsortiums ist das Knallgasbakterium Cupriavidus necator, das aus Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff und Sauerstoff den Metaboliten Acetoin als Substrat für den Sekundärorganismus produziert. Dieser Sekundärorganismus ist ein weiter zu entwickelnder Escherichia coli Stamm, der Glukose in 2,3-Butandiol umsetzt und dabei Acetoin als terminalen Elektronenakzeptor nutzt, um es zu einem weiteren Molekül 2,3-Butandiol zu reduzieren. Die beiden Biokatalysatoren sollen in einem Zwei-Spezies-Biofilm auf einer Membranoberfläche angezogen werden. Über die Membran wird dem Konsortium Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid angeboten. Sauerstoff und Glukose werden über die Flüssigphase zugeführt, die kontinuierlich den Biofilm überströmt. Das Wachstum der Organismen auf der Membran und ihre Produktivität werden durch bildgebende Methoden (Konfokale Laser Scanning Mikroskopie, Optische Kohärenztomographie, Raman-Mikro¬spektroskopie) und chemische Analysen charakterisiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen